JP2005212609A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】 自車両Ａが後退する際に通ると予想される後退予想線ＡＲ、ＡＬからなる後退予想エリアを生成し、後退予想エリア外の物体Ｂ１、Ｂ２が自車両Ａより早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入すると判定される場合に、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警報を発生する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、運転支援装置に関するものである。

従来、初心者が車庫への駐車を行う際の支援を行う駐車支援装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている駐車支援装置によれば、例えば、運転熟練者が駐車を行う場合に撮影された車外の画像を予め学習しておき、例えば、初心者が駐車を行う場合に撮影される車外の画像と学習結果とを比較して危険判断を行い、危険と判断される場合には運転者に警報を出す。
特開平７−１１４７００号公報

上述した、従来の駐車支援装置は、予め学習した画像範囲の危険を判定することができるものの、画像範囲の外から範囲内へ侵入する物体等、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することはできないため、例えば、子供のような侵入者の存在を運転者に報知できないという問題があった。

本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる運転支援装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の運転支援装置は、自車両が後退する際に通ると予想される後退予想エリアを生成する後退予想エリア生成手段と、後退予想エリア生成手段によって生成される後退予想エリアを含む自車両の後方に存在する物体を検出する物体検出手段と、物体検出手段の検出する物体のうち、後退予想エリアに接近するように移動する物体を抽出する物体抽出手段と、物体抽出手段によって後退予想エリアに接近するように移動する物体が抽出される場合に、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出して運転支援を行うことを特徴とする。

このように、自車両の後退予想線からなる後退予想エリアを生成し、この後退予想エリアに接近するように移動する物体が抽出される場合に、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる。

請求項２に記載の運転支援装置によれば、物体検出手段は、後退予想エリアを含む自車両の後方の画像を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮影する画像から自車両の後方に存在する物体を認識する物体認識手段とを備えることを特徴とする。

例えば、複数の撮像手段を自車両の後部や後部と側部との角部等に備えたり、広角レンズを有する撮像手段を備えたりすることによって、後退予想エリアとその外側を含む画像を撮影することで、後退予想エリア外に存在する物体を認識することができる。

請求項３に記載の運転支援装置によれば、物体検出手段は、後退予想エリアを含む自車両の後方に送信波を照射し、その反射波の検出結果に基づいて、自車両の後方に存在する物体を検出することを特徴とする。

例えば、自車両の後部や側部に上記物体検出手段を設けることによって、後退予想エリア外に存在する物体を認識することができる。なお、物体検出手段としては、例えば、レーザ光やミリ波等を用いたレーダ装置を適用することができる。

請求項４に記載の運転支援装置は、物体検出手段の検出する物体と後退予想エリアとの位置関係を認識する位置関係認識手段と、位置関係認識手段によって後退予想エリアの外に存在すると認識された物体の移動方向を含む移動状態を検出する移動状態検出手段と、移動状態検出手段の検出する移動状態に基づいて、後退予想エリア外に存在する物体が今後後退予想エリア内に侵入するか否かを判定する侵入判定手段とを備え、物体抽出手段は、侵入判定手段によって今後後退予想エリア内に侵入すると判定される後退予想エリア外に存在する物体を後退予想エリアに接近するように移動する物体として抽出することを特徴とする。

このように、後退予想エリア外に存在する物体が後退予想エリア内に侵入するか否かを判定することで、その判定結果から自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる。これにより、例えば、子供のような侵入者が後退予想エリア内に侵入すると判定される場合には、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる。

請求項５に記載の運転支援装置は、自車両の後退速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段によって検出される後退速度と後退予想エリアとに基づいて、自車両が今後後退する際の一定時間毎の後退予想エリアにおける到達予想位置とその各到達予想位置に到達するまでの所要時間からなる自車両状態を演算する自車両状態演算手段とを備え、移動状態検出手段は、物体の移動方向と移動速度とを含む移動状態を検出し、移動状態検出手段の検出する移動状態に基づいて、物体が今後後退予想エリアに侵入する侵入予想位置とその侵入予想位置に侵入するまでの所要時間とからなる物体状態演算手段を備え、侵入判定手段は、自車両状態演算手段、及び物体状態演算手段の演算結果に基づいて、物体が自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入するか否かを判定する侵入タイミング判定手段を備え、物体抽出手段は、侵入タイミング判定手段によって自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入すると判定される物体を後退予想エリアに接近するように移動する物体として抽出することを特徴とする。

これにより、自車両よりも早いタイミングで後退予想エリアへ侵入する物体を検出することが可能となるため、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる。

請求項６に記載の運転支援装置は、自車両の運転者の注意を喚起する注意喚起処理を実行する注意喚起手段と、自車両の走行に制限を加える走行制限処理を実行する走行制限手段とを備え、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体が検出される場合に、注意喚起処理、及び走行制限処理の少なくとも一方の処理を実行する処理手段を備えることを特徴とする。

これにより、自車両の運転者は、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体の存在を知ることができる。また、自車両の走行に制限を加えることで、その物体との衝突を回避することが可能となる。

請求項７に記載の運転支援装置によれば、走行制限手段は、走行制限処理として、自車両のアクセルの開側への操作を制限する処理を実行することを特徴とする。これにより、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体と衝突する場合であっても、その衝突時の衝撃を緩和することができる。

請求項８に記載の運転支援装置によれば、自車両は、自動的に制動装置を駆動する自動制動手段を備え、走行制限手段は、走行制限処理として、自動制動手段によって制動装置を駆動する処理を実行することを特徴とする。これにより、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体との衝突を回避することが可能となる。

請求項９に記載の運転支援装置によれば、注意喚起手段は、注意喚起処理として、物体の注意を喚起する物体注意喚起処理をさらに実行することを特徴とする。例えば、自車両のクラクション（警笛）等を発生させることで、自車両の存在を物体に知らせることができる。

以下、本発明の運転支援装置について、図面に基づいて説明する。図１に、本実施形態における運転支援装置の全体構成を示す。同図のように、運転支援装置２００は、アクセルセンサ１０、ステアリングセンサ２０、レーザレーダセンサ３０、ヨーレートセンサ４０、車速センサ５０、カメラ６０、ブレーキセンサ７０を備え、これら各構成はコンピュータ８０に接続される。

また、運転支援装置２００は、スロットル駆動器９０、ブレーキ駆動器１００、ステアリング駆動器１１０、自動変速機制御器１２０、表示装置１３０、入力装置１４０、及び警報装置１５０をさらに備え、各々コンピュータ８０に接続される。

コンピュータ８０は、図示しない入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので、その構成に関する詳細な説明については省略する。このコンピュータ８０は、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体が検出される場合に警報を発生して、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警報発生処理を実行する。

アクセルセンサ１０は、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出する。この検出したアクセルペダルの操作量信号は、コンピュータ８０に送られる。ステアリングセンサ２０は、ハンドルの操舵角の変更量を検出するものであり、その値から相対的な操舵角が検出される。

レーザレーダセンサ３０は、レーザ光を自車両後方の所定範囲に照射することにより、そのレーザ光を反射する車両等の反射物体との距離、相対速度、及び自車両に対する反射物体の方位等を検出する。この検出結果から構成される物体情報は、電気信号に変換されたのちコンピュータ８０へ出力される。なお、このレーザレーダセンサ３０は、レーザ光を用いて物体を検出するものであるが、ミリ波やマイクロ波等の電波を用いて自車両後の物体を検出するものであってもよい。

ヨーレートセンサ４０は、自車両の鉛直方向周りの角速度（ヨーレート）を検出する。車速センサ５０は、車輪の回転速度に対応した信号を検出するセンサである。

カメラ６０は、自車両の後部や後部と側部との角部等に複数設けられる光学式のカメラであり、自車両後方の広範囲な画像を撮影するものである。この複数のカメラ６０の撮影範囲は、その横方向の端部の画像が重複するように設定されており、コンピュータ８０において、その端部の画像が重複するように各画像を結合することで、最終的に１つの画像を得る。

このように、複数のカメラ６０によって撮影された画像を１つの画像に結合することで、自車両後方の広範囲な画像が得られる。なお、広角レンズを有するカメラ６０によって、上記と同程度の広範囲な画像を撮影するようにしてもよい。

また、カメラ６０は、コンピュータ８０からの指示に応じて、シャッタースピード、フレームレート、コンピュータ８０へ出力するデジタル信号の出力ゲイン等を調整することが可能な構成となっている。また、カメラ６０は、撮影画像の画素毎の明るさの程度を示す画素値のデジタル信号を撮影画像の水平・垂直同期信号とともにコンピュータ８０へ出力する。

ブレーキセンサ７０は、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出する。この検出したブレーキペダルの操作量信号は、コンピュータ８０に送られる。スロットル駆動器９０、ブレーキ駆動器１００、ステアリング駆動器１１０、及び自動変速機制御器１２０は、いずれもコンピュータ８０からの指示に応じて駆動するものである。

スロットル駆動器９０は、スロットルバルブの開度を調節し、内燃機関の出力を制御する。ブレーキ駆動器１００はブレーキ圧力を調節し、ステアリング駆動器１１０はステアリングに回転トルクを発生させることで、ステアリングを駆動する。自動変速機制御器１２０は、車両の速度を制御する上で必要な自動変速機のギヤ位置を選択するものである。

表示装置１３０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、車室内のセンターコンソール付近に設置される。この表示装置１３０には、コンピュータ８０から出力される、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警告表示の画像データ等を入力し、各画像データに対応した画像を表示する。

入力装置１４０は、例えば、表示装置１３０と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、文字入力等の各種入力に使用される。警報装置１５０は、運転者への注意を喚起するための警報音を発生する装置であり、コンピュータ８０からの指示に応じた警報を出力する。

次に、コンピュータ８０の制御ブロック図を図２に示す。同図に示すように、コンピュータ８０の制御処理は、入力部８１、後退予想エリア生成部８２、物体検出部８３、位置関係認識部８４、移動状態検出部８５、演算部８６、侵入判定部８７、及び警報発生部８８の各ブロックに分けられる。入力部８１は、各種センサ等から出力された信号を入力する。

後退予想エリア生成部８２は、例えば、図３に示すように、自車両が後退する際に通ると予想される後退予想線ＡＲ、ＡＬによって示される後退予想エリアを生成する。なお、後退予想エリアの生成方法については、例えば、アッカーマン・ジャントー式等の車両の操舵方式や後退時の自車両の速度が決定すれば、ステアリングセンサ２０、ヨーレートセンサ４０、及び車速センサ５０からの信号に基づいて、自車両の将来的な軌跡を算出することができるため、この軌跡から後退予想線ＡＲ、ＡＬ、及び後退予想エリアを生成することができる。

物体検出部８３は、複数のカメラ６０によって撮影された複数の画像を１つの画像に結合し、この結合した画像から自車両の後方に存在する物体を検出する。なお、物体検出の際には、所定の画像認識処理を行って画像上の物体を検出するようにしてもよいし、さらに、レーザレーダセンサ３０によって検出される物体の物体情報を用いて画像内の物体を精度良く検出するようにしてもよい。

また、例えば、自車両の後部や側部にレーザレーダセンサ３０を複数設け、このレーザレーダセンサ３０によって上記後退予想エリアを含む範囲に存在する物体を検出するようにしてもよい。これにより、カメラ６０の撮影する画像を用いることなく、後退予想エリア外に存在する物体を検出することができる。

位置関係認識部８４は、後退予想エリア生成部８２によって生成された後退予想エリアと物体検出部８３によって検出された物体との位置関係を認識する。これにより、後退予想エリア外に存在する物体が特定される。

なお、後退予想エリアと物体との位置関係を認識する方法としては、例えば、上記結合した画像上に後退予想エリア生成部８２によって生成された後退予想エリアを示す後退予想線ＡＲ、ＡＬを重ねて表示したときに後退予想エリア外に位置する物体を認識したり、
また、図４に示すように、自車両Ａを上空から見た場合の後退予想線ＡＲ、ＡＬと物体Ｂ１、Ｂ２との位置関係から後退予想エリア外に位置する物体を認識したりする。

移動状態検出部８５は、位置関係認識部８４によって後退予想エリア外に存在する物体の移動方向と移動速度（移動状態）を検出する。例えば、物体検出部８３によって検出される物体の写る画像の履歴から、画像上における移動方向や移動速度を検出する。また、レーザレーダセンサ３０によって検出される物体の履歴から、自車両に対する物体の移動方向と移動速度を検出するようにしてもよい。

演算部８６は、車速センサ５０からの自車両の後退速度に基づいて、上記後退予想エリア生成部８２によって生成される後退予想エリアにおいて、自車両が今後後退する際の一定時間毎の到達予想位置とその到達予想位置毎に到達するまでの所要時間からなる自車両状態を演算する。また、演算部８６は、移動状態検出部８５によって検出される移動状態に基づいて、後退予想エリア外に存在する物体が今後後退予想エリア内に侵入する侵入予想位置とその位置に侵入するまでの所要時間からなる物体状態を演算する。

侵入判定部８７は、演算部によって演算される自車両状態と物体状態の演算結果から、物体が自車両より早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入するか否かを判定する。例えば、図４に示した自車両Ａの上空から見た図に、自車両の一定時間毎の到達予想位置と物体の侵入予想位置をプロットし、各予想位置に対応する所要時間の関係から上記タイミングを判定する。侵入判定部８７は、判定結果を警報発生部８８へ送る。

警報発生部８８は、侵入判定部８７からの判定結果として、物体が自車両より早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入すると判定される場合に、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警報発生処理を実行する。

これにより、自車両よりも早いタイミングで後退予想エリアへ侵入する物体を検出することが可能となるため、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出することができる。また、警報を発生することで、自車両の運転者は、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体の存在を知ることができる。

次に、本実施形態の特徴部分に係わる、運転支援装置２００による警報発生処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、図６に示すステップ（以下、Ｓと記す）１０では、自車両の後退予想エリアを生成する。Ｓ２０では、自車両後方に存在する物体を検出する。Ｓ３０では、後退予想エリア外に物体が存在するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ４０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ１０へ処理を移行し、上述した処理を繰り返し行う。

Ｓ４０では、後退予想エリア外の物体の移動方向、及び移動速度からなる移動状態を検出する。Ｓ５０では、自車両が今後後退する際の一定時間毎の後退予想エリアにおける到達予想位置とその各到達予想位置に到達するまでの所要時間からなる自車両状態を演算する。Ｓ６０では、後退予想エリア外の物体が今後後退予想エリアに侵入する侵入予想位置とその位置に侵入するまでの所要時間からなる物体状態を演算する。

Ｓ７０では、後退予想エリア外の物体が自車両より早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ８０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ１０へ処理を移行し、上述した処理を繰り返し行う。Ｓ８０では、物体が自車両より早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入するとして、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警報を発生する。

このように、本実施形態における運転支援装置２００は、自車両が後退する際に通ると予想される後退予想エリアを生成し、後退予想エリア外の物体が自車両より早いタイミングで後退予想エリア内へ侵入すると判定される場合に、自車両後方に存在する物体に対する運転者への注意を喚起する警報を発生する。

これにより、例えば、図５に示すように、自車両Ａが後退する際にその障害となる可能性のある子供Ｃを検出することができ、また、子供Ｃが自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内に侵入する場合に子供Ｃの存在を運転者に報知することができる。

（変形例１）
本実施形態では、後退予想エリア外の物体が自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内に侵入する場合に警報を発生するものであるが、単に、後退予想エリア外に存在する物体が今後後退予想エリア内に侵入すると判定される場合に警報を発生するようにしたもよい。これにより、例えば、子供のような侵入者が後退予想エリア内に侵入すると判定される場合には、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体の存在を運転者に知らせることができる。また、後退予想エリア内に物体が予め存在する場合にも、その物体の存在を運転者に知らせるようにしてもよい。

（変形例２）
本実施形態では、後退予想エリア外の物体が自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内に侵入する場合に、警報発生部８８によって警報を発生するものであるが、この警報の発生とともに、自車両の走行に制限を加えるようにしてもよい。

例えば、コンピュータ８０において、警報発生部８８から警報が発生されるのを受けて、スロットル駆動器９０に対してアクセルの開側（アクセルOn）の操作を制限（無効）にする指示を出したり、ブレーキ駆動器１００を駆動して自車両を停止させたりするようにしてもよい。

このように、アクセルの開側への操作を制限することで、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体と衝突する場合であっても、その衝突時の衝撃を緩和することができる。また、自車両を停止させることで、自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体との衝突を回避することが可能となる。

（変形例３）
本実施形態では、後退予想エリア外の物体が自車両よりも早いタイミングで後退予想エリア内に侵入する場合に、警報発生部８８によって警報を発生するものであるが、この警報の発生とともに、自車両に対する自車両後方に存在する物体への注意を喚起する警報を発生するようにしてもよい。例えば、自車両のクラクション（警笛）等を発生させることで、自車両の存在を物体に知らせることができる。

本発明の実施形態に係わる、運転支援装置２００の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、コンピュータ８０の制御ブロック図である。 自車両が後退する際に通ると予想される後退予想線ＡＲ、ＡＬによって示される後退予想エリアを示す図である。 自車両Ａを上空から見た場合の後退予想線ＡＲ、ＡＬと物体Ｂ１、Ｂ２との位置関係を示す図である。 自車両Ａが後退する際にその障害となる可能性のある子供Ｃが検出される場合を示した図である。 本発明の実施形態に係わる、運転支援装置２００による警報発生処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

８１ 入力部
８２ 後退予想エリア生成部
８３ 物体検出部
８４ 位置関係認識部
８５ 移動状態検出部
８６ 演算部
８７ 侵入判定部
８８ 警報発生部

Claims (9)

1. 自車両が後退する際に通ると予想される後退予想エリアを生成する後退予想エリア生成手段と、
   前記後退予想エリア生成手段によって生成される後退予想エリアを含む前記自車両の後方に存在する物体を検出する物体検出手段と、
   前記物体検出手段の検出する物体のうち、前記後退予想エリアに接近するように移動する物体を抽出する物体抽出手段と、
   前記物体抽出手段によって前記後退予想エリアに接近するように移動する物体が抽出される場合に、前記自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体を検出して運転支援を行うことを特徴とする運転支援装置。
2. 前記物体検出手段は、
   前記後退予想エリアを含む前記自車両の後方の画像を撮影する撮像手段と、
   前記撮像手段の撮影する画像から前記自車両の後方に存在する物体を認識する物体認識手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記物体検出手段は、前記後退予想エリアを含む前記自車両の後方に送信波を照射し、その反射波の検出結果に基づいて、前記自車両の後方に存在する物体を検出することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記物体検出手段の検出する物体と前記後退予想エリアとの位置関係を認識する位置関係認識手段と、
   前記位置関係認識手段によって前記後退予想エリアの外に存在すると認識された物体の移動方向を含む移動状態を検出する移動状態検出手段と、
   前記移動状態検出手段の検出する移動状態に基づいて、前記後退予想エリア外に存在する物体が今後前記後退予想エリア内に侵入するか否かを判定する侵入判定手段とを備え、
   前記物体抽出手段は、前記侵入判定手段によって今後前記後退予想エリア内に侵入すると判定される前記後退予想エリア外に存在する物体を前記後退予想エリアに接近するように移動する物体として抽出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の運転支援装置。
5. 前記自車両の後退速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度検出手段によって検出される後退速度と前記後退予想エリアとに基づいて、前記自車両が今後後退する際の一定時間毎の前記後退予想エリアにおける到達予想位置とその各到達予想位置に到達するまでの所要時間からなる自車両状態を演算する自車両状態演算手段とを備え、
   前記移動状態検出手段は、前記物体の移動方向と移動速度とを含む移動状態を検出し、
   前記移動状態検出手段の検出する移動状態に基づいて、前記物体が今後前記後退予想エリアに侵入する侵入予想位置とその侵入予想位置に侵入するまでの所要時間とからなる物体状態演算手段を備え、
   前記侵入判定手段は、前記自車両状態演算手段、及び前記物体状態演算手段の演算結果に基づいて、前記物体が前記自車両よりも早いタイミングで前記後退予想エリア内へ侵入するか否かを判定する侵入タイミング判定手段を備え、
   前記物体抽出手段は、前記侵入タイミング判定手段によって前記自車両よりも早いタイミングで前記後退予想エリア内へ侵入すると判定される前記物体を前記後退予想エリアに接近するように移動する物体として抽出することを特徴とする請求項４項に記載の運転支援装置。
6. 前記自車両の運転者の注意を喚起する注意喚起処理を実行する注意喚起手段と、
   前記自車両の走行に制限を加える走行制限処理を実行する走行制限手段とを備え、
   前記自車両が後退する際にその障害となる可能性のある物体が検出される場合に、前記注意喚起処理、及び前記走行制限処理の少なくとも一方の処理を実行する処理手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の運転支援装置。
7. 前記走行制限手段は、前記走行制限処理として、前記自車両のアクセルの開側への操作を制限する処理を実行することを特徴とする請求項６記載の運転支援装置。
8. 前記自車両は、自動的に制動装置を駆動する自動制動手段を備え、
   前記走行制限手段は、前記走行制限処理として、前記自動制動手段によって制動装置を駆動する処理を実行することを特徴とする請求項６又は７記載の運転支援装置。
9. 前記注意喚起手段は、前記注意喚起処理として、前記物体の注意を喚起する物体注意喚起処理をさらに実行することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の運転支援装置。

Images